壳体零件编程与加工之数控铣削常见工艺问题与解决方法

1、1机电工程系机电工程系 壳体零件编程与加工壳体零件编程与加工数控铣削常见工艺问题与解决方法数控铣削常见工艺问题与解决方法21外轮廓切入与切出 立铣刀侧刃铣削平面零件外轮廓时，应沿着外轮廓曲线的切向延长线切入或切出，避免切痕，保证零件曲面的平滑过渡。 在铣削轮廓表面时，一般采用立铣刀侧面刃口进行切削，由于主轴系统和刀具的刚度变化，当沿法向切入工件时，会在切入处产生刀痕，所以应尽量避免沿法向切入工件，应安排刀具沿零件轮廓曲线的切向切入工件，并且在其延长线上加入一段外延距离，也可以采用过渡圆弧的方式切入，以保证零件轮廓的光滑过渡。3同样，在切出零件轮廓时也应从工件曲线的切向延长线上切出，如图所示。

2、为了消除由于系统刚度变化引起进退刀时的痕迹，可采用多次走刀的方法，减小最后精铣时的余量，以减小切削力。 在切入工件前应该已经完成刀具半径补偿，而不能在切入工件时同时进行刀具补偿，如图所示，这样会产生过切现象。 2内轮廓切入与切出 铣削封闭内轮廓表面时，刀具要沿轮廓线的切线方向切入切出。 当铣切内表面轮廓形状时，也应该尽量遵循从切向切入的方法，但此时切入无法外延，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线。切出时也应多安排一段过渡圆弧再退刀，如上图(a)所示。当实在无法沿零件曲线的切向切入、切出时，铣刀只有沿法线方向切入和切出，在这种情况下，切入切出点应选在零件轮廓两几何要素的交点上，而且进给过程中要避

3、免停顿。在切入工件前的切向延长线上另找一点作为完成刀具半径补偿点，如上图(b)所示。 3内轮廓走刀路线选择 环切主要用于精加工，行切用于粗加工。 行切法走刀路线短，但在相临两行的转接处会产生滞留刀痕，环切法走刀路线长但获得的表面质量高。 混合切综合了二者的优点，先用行切去处中间的大多数余量，最后环切一刀，使总的刀具路径较短，又获得较好的表面质量。 精加工中，零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成，要避免在连续的轮廓中安排切入、切出、换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等弊病，如下图所示。 图5-15内轮廓的走刀路线 4螺旋下刀和斜线

4、下刀 内腔轮廓铣削加工时，需要刀具垂直于材料表面进刀。按照进刀的要求，最直接的方法是选择键槽刀，因为键槽刀的端刃从侧刃贯穿至刀具中心，这样可以使用键槽刀直接向材料里进刀。而立铣刀的端刃为副切削刃，端刃主要在刀具的边缘部分，中心处没有切削刃，所以不能用立铣刀直接向材料里垂直进刀。但是有时考虑到，同样直径的立铣刀的刀体直径大于键槽刀的刀体直径，因此同样直径的立铣刀刚性要强于键槽刀，且立铣刀的侧刃一般有三齿或四齿，而键槽刀只有两齿，相同主轴转速下，齿数越多，每齿切削厚度越小，加工平顺性越好，所以在加工中要尽可能地使用立铣刀。 那如何使用立铣刀在加工内腔轮廓时，向材料里进刀，又不损坏刀具呢？数控铣加工

5、中常采用的方法有螺旋下刀和斜线下刀。 平底圆柱铣刀下刀时需要注意区分，一种端面有顶尖孔的圆柱铣刀（端刃不过中心），另一种端面无顶尖孔（端刃相连且过中心）。在铣削曲面时，有顶尖孔的端铣刀绝对不能像钻头似的向下垂直进刀，除非预先钻有工艺孔，否则会把铣刀顶断。如果用无顶尖孔的端刀时可以垂直向下进刀，但由于刀刃角度太小，轴向力很大，所以也应尽量避免。最好的办法是向斜下方进刀，进到一定深度后再用侧刃横向切削。在铣削凹槽面时，可以预钻出工艺孔以便下刀。用球头铣刀垂直进刀的效果虽然比平底的端铣刀要好，但也因轴向力过大、影响切削效果的缘故，最好不使用这种下刀方式。 数控系统都具有螺旋下刀和斜线下刀的功能。一般

6、由G02、G03指令来实现。 12 5工步顺序安排原则 所谓工步是在加工表面（或装配时的连接面）和加工（或装配）工具、主轴转速及进给量不变的情况下，所连续完成的那一部分作业。数控加工划分工步一般应遵循以下原则。 先粗后精原则。应先切除整个零件的大部分余量，再将其表面精加工一遍，以保证加工精度和表面粗糙度的要求。各个表面的加工顺序按照“粗加工半精加工精加工光整加工”的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度和减小表面粗糙度。在保证加工质量的前提下，可将粗加工和半精加工合为一道工序。 先面后孔原则。对箱体、支架类零件，平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，这样安排加工顺序，一方面用加工

7、过的平面定位，稳定可靠；另一方面在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，特别是钻孔，孔的轴线不易偏斜。 先主后次原则。零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。 先近后远原则。在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于铣削而言，先近后远还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。 先内后外原则。先以外圆定位加工内孔，再以内圆定位加工外圆，这样就可以保证同轴度要求。 内外交叉原则。先进行内、外表面粗加工，再

8、进行内、外表面精加工。 保证工件加工刚度原则。 同一把刀具尽量连续加工原则。6工序顺序安排原则 所谓工序是工件在一个工位上被加工或装配所连续完成所有工步的那一部分工艺过程。加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑。重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则。基面先行原则。先加工定位面，即前道工序的加工能够为后面的工序提供精加工基准和合适的装夹面。制定零件的整个工艺路线实质上就是从最后一道工序开始从后往前推，按照前道工序为后道工序提供基准的原则来进行安排的。用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。 上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用铣床加工工序的也应综合考虑。 合理进行工序组合，尽量采用工序集中，减少重复定位与换刀次数。以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复装夹定位次数、刀具更换次数与工作台转动次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度和生产率。在同一次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步，加工中容易损伤的表面（如螺纹等），应放在加工路线的后面。 先加